Как работает воздушный клапан: Полное руководство

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваши водопроводные трубы издают этот раздражающий звук? Или почему ваш насос вдруг решил поработать сверхурочно, сжигая энергию как сумасшедший?

Дело вот в чем:

Скорее всего, в вашей системе заперт воздух. Именно здесь на помощь приходят воздушные клапаны.

В этом руководстве я покажу вам, как воздушный клапан Работает, различные типы, о которых нужно знать, и как выбрать подходящий для вашей системы.

Давайте окунемся с головой.

Что вызывает появление воздуха в водопроводных трубах?

Прежде чем мы перейдем к подробному описанию воздушный клапан Механики, давайте поговорим о том, зачем вам вообще нужны эти вещи.

Воздух попадает в трубы тремя основными способами:

Пустые трубопроводы: Когда вы впервые прокладываете трубопровод, он технически не пуст. Он наполнен воздухом. И когда вы начинаете перекачивать по нему воду, этот воздух должен куда-то деваться.

Растворенный воздух в воде: Большинство людей не понимают, что вода содержит около 2% воздуха по объему. Когда вода течет по системе, этот воздух отделяется и скапливается в высоких точках.

Механическое оборудование: Насосы, клапаны и соединения труб могут пропускать воздух в систему. Особенно если уплотнения не идеальны (а, будем честны, они редко бывают идеальными).

И вот тут становится интересно:

Запертый воздух не просто тихо сидит на месте. Он вызывает всевозможные проблемы.

Почему воздух в трубах - это большая проблема

Я видел системы, в которых задерживался воздух:

• Снижение скорости потока (в некоторых случаях до 30%)
• Гидравлический удар которые буквально сотрясали целые здания.
• Корродированные трубы от воздействия кислорода
• Неправильные показания счетчиков завышенные цены на тысячи долларов
• Неисправности насосов от работы против воздушных карманов

Так, в одном из исследований было обнаружено, что удаление запертого воздуха может снизить затраты на перекачку до 20%.

Это настоящие деньги.

Как работает воздушный клапан?

А теперь о главном событии.

Воздушные клапаны работают по удивительно простому принципу: плавучесть.

Вот основной механизм:

1. Когда вода попадает в клапанОн толкает поплавок вверх.
2. Поплавок закрывает отверстие в верхней части клапана
3. Когда скапливается воздухОн вытесняет воду.
4. Поплавок опускается, открывая клапан
5. Выходит воздухВода снова поступает внутрь, и цикл повторяется.

Думайте об этом как о поплавковом клапане в туалете, но в обратном направлении.

Довольно умно, правда?

А вот здесь все гораздо сложнее...

Три основных типа воздушных клапанов

Не все воздушные клапаны одинаковы. Каждый тип служит определенной цели:

1. Клапаны выпуска воздуха

Это ваши рабочие лошадки для нормальной работы.

Что они делают: Постоянно выпускайте небольшие воздушные карманы во время регулярной работы системы

Размер отверстия: Маленькие (обычно от 1/16″ до 1/2″)

Лучшее для: Избавление от растворенного воздуха, который выходит из раствора

Мне нравится думать о них как об "обслуживающем персонале" воздушных клапанов. Они всегда тихо работают в фоновом режиме.

2. Воздушные/вакуумные клапаны

Это тяжелые атлеты.

Что они делают:

• Выпускайте большие объемы воздуха при заполнении труб
• Впускайте воздух во время слива, чтобы предотвратить вакуумный коллапс

Размер отверстия: Большой (от 1″ до 20″ и более)

Лучшее для: Ввод в эксплуатацию, остановка и предотвращение разрушения труб

Эти клапаны могут перемещать серьезные объемы воздуха. В некоторых случаях речь идет о сотнях кубических футов в минуту.

3. Комбинированные воздушные клапаны

Хотите получить лучшее из двух миров? Комбинированные клапаны - это то, что вам нужно.

Что они делают: Все. Они сочетают в себе функции как малого, так и большого отверстия

Лучшее для: Большинство применений, где требуется полное управление воздухом

По моему опыту, комбинированные клапаны часто являются самым разумным выбором. Вы получаете комплексную защиту с помощью всего одного клапана.

Механизм поплавка: Где происходит волшебство

Давайте разберемся с техническими аспектами.

Поплавок внутри воздушный клапан это не просто поплавок. Он точно спроектирован для:

• Подъем с удельной плавучестью в окружении воды
• Падение в нужное время при наличии воздуха
• Идеальное уплотнение под давлением (иногда до 300 фунтов на квадратный дюйм)

Современные поплавки изготавливаются из таких материалов, как:

• Нержавеющая сталь (для долговечности)
• Полипропилен (для химической стойкости)
• Специальные композиты (для специфических применений)

И вот вам совет профессионала:

Форма поплавка имеет значение. Сферические поплавки отлично подходят для чистой воды. Но для сточных вод? Вам нужен удлиненный поплавок, который не будет забиваться мусором.

Где устанавливать воздушные клапаны (это очень важно)

Расположение, расположение, расположение.

Вы можете получить лучший в мире воздушный клапанНо если он находится не в том месте? Бесполезно.

Вот где они вам понадобятся:

Высокие баллы: Воздух естественным образом поднимается вверх. Установите клапаны на пиках трубопровода.

После насосов: В насосы может попадать воздух из-за кавитации. Поймайте его на ранней стадии.

Длинные трубы: На длинных участках устанавливайте воздушные клапаны через каждые 800-1000 метров.

Расходомеры до и после: Пузырьки воздуха нарушают точность измерений. Защитите свои измерения.

Изменение диаметра трубы: Изменение скорости может привести к высвобождению растворенного воздуха.

Одна ошибка, которую я постоянно вижу?

Люди устанавливают воздушные клапаны в труднодоступных местах. Большая ошибка. Вы должны уметь их обслуживать.

Применение в реальном мире

Воздушные клапаны используются не только в водопроводных сетях. Они используются повсюду:

• Ирригационные системы (предотвращение образования воздушных пробок в спринклерных линиях)
• Канализационные магистрали (с использованием специальных воздушных клапанов для сточных вод)
• Системы противопожарной защиты (обеспечивая полный проход по трубе при необходимости)
• Промышленные процессы (от систем охлаждения до химических заводов)
• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (удаление воздуха из контуров гидросистем)

Для каждой области применения существуют свои требования. Например, для канализационных систем необходимы клапаны с антизасорительными свойствами и из коррозионностойких материалов.

Общие проблемы и решения

Даже самые лучшие воздушные клапаны могут иметь проблемы. Вот на что следует обратить внимание:

Проблема: Клапан, пропускающий воду
Решение: Обычно это изношенное уплотнение. Замените уплотнительное кольцо или седло

Проблема: Клапан не выпускает воздух
Решение: Проверьте, не засорилось ли отверстие. Очистите или замените

Проблема: Постоянное нагнетание воздуха
Решение: Возможно, у вас серьезная проблема с проникновением воздуха в другом месте системы.

Проблема: Дребезжание или вибрация клапана
Решение: Часто вызвано неправильным определением размера. Пересчитайте и, возможно, измените размер

Определение размеров воздушных клапанов (не угадывайте)

Вот здесь-то многие и ошибаются.

Определение размера воздушный клапан не в том, чтобы выбрать ту, которая соответствует размеру вашей трубы. Речь идет о расчете:

• Объем воздуха во время заполнения/осушения
• Рабочее давление
• Требуемый расход воздуха

Для 6-дюймового трубопровода может потребоваться 2-дюймовый воздушный клапан. Или может потребоваться 4-дюймовый клапан. Это зависит от конкретного применения.

Используйте таблицы размеров производителя. Не угадывайте.

Советы по уходу, которые действительно работают

Хотите, чтобы ваши воздушные клапаны служили долго? Вот что действительно важно:

1. Ежегодная проверка: Проверьте наличие коррозияИзнос и правильная эксплуатация
2. Упражнение с клапаном: Вручную, чтобы предотвратить заедание
3. Очистите отверстие: Даже мелкий мусор может стать причиной проблем
4. Проверьте поплавок: Убедитесь, что он свободно перемещается
5. Заменяйте уплотнения заблаговременно: Не ждите утечек

Я видел, как правильно обслуживаемые воздушные клапаны служат более 20 лет. А небрежно обслуживаемые? Может быть, 5.

Будущее технологии воздушных клапанов

Воздушный клапан Технологии не стоят на месте. Вот что нас ждет:

• Интеллектуальные клапаны с датчиками IoT для удаленного мониторинга
• Самоочищающиеся конструкции для сложных условий эксплуатации
• Передовые материалы для экстремальных условий
• Встроенная система сброса воздуха/вакуума/давления комбинации

Промышленность переходит к предиктивному обслуживанию и мониторингу в реальном времени. Довольно интересная вещь.

Основные выводы

Давайте на этом закончим.

Понимание как воздушный клапан работает сводится к трем ключевым принципам:

1. Плавучесть приводит механизм в движение - Простая физика работает на вас
2. Разные типы служат для разных целей - выбирайте в соответствии с вашими потребностями
3. Правильная установка и обслуживание имеют решающее значение - расположение и уход имеют значение

Воздушные клапаны, возможно, не самая эффектная часть трубопроводной системы. Но они абсолютно необходимы для обеспечения эффективности, безопасности и долговечности.

Сделайте это правильно, и ваша система будет работать бесперебойно долгие годы.

Ошиблись? Вот тогда-то вы и услышите эти дорогие звуки молотка.

Итог таков: воздушные клапаны - это небольшая инвестиция, которая предотвращает большие проблемы. И теперь, когда вы знаете. как воздушный клапан работаетВы сможете принимать разумные решения, касающиеся вашей системы.